化学镀通过化学方法促使溶液中的金属离子直接还原为金属并沉积于基体表面,整个过程所需电子完全由溶液内化学反应自主产生,而非依赖外部电能输入。

化学镀是指在没有外电流通过的情况下,利用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属,并沉积在基体表面,形成镀层的一种表面加工方法。
化学镀时,还原金属离子所需的电子是通过化学反应直接在溶液中产生。完成过程有以下三种方式。
利用被镀金属M₁(如Fe)比沉积金属M₂(如Cu)的电位更负,将沉积金属离子从溶液中置换在工件表面上,工程中称这种方式为浸镀。当金属M₁完全被金属M₂覆盖时,则沉积停止,所以镀层很薄。铁浸镀铜,铜浸汞,铝镀锌就是这种置换沉积。浸镀难以获得实用性镀层,常作为其他镀种的辅助工艺。
除了被镀金属M₁和沉积金属M₂外,还有第三种金属M₃。在含有M₂离子的溶液中,将M₁-M₃两金属连接,电子从电位高的M₃流向电位低的M₁,使M₂还原沉积在M₁上。当接触金属M₁也完全被M₂覆盖后,沉积停止。在没有自催化性的功能材料上进行化学镀镍时,常用接触沉积引发镍沉积起镀。
由还原剂被氧化而释放的自由电子,将金属离子还原为金属原子的过程称为还原沉积。
其反应方程式如下:
还原剂氧化
Rn+ → 2e- + R(n + 2)+
金属离子还原
M2+ + 2e- → M
工程上所讲的化学镀也主要是指这种还原沉积化学镀。
化学镀的条件是以下几个方面:
(1)镀液中还原剂的还原电位要显著低于沉积金属的电位,使金属有可能在基材上被还原而沉积出来。
(2)配好的镀液不产生自发分解,当与催化表面接触时,才发生金属沉积过程。
(3)调节溶液的pH值、温度时,可以控制金属的还原速率,从而调节镀覆速率。
(4)被还原析出的金属也具有催化活性,这样氧化还原沉积过程才能持续进行,镀层才能连续增厚。
(5)反应生成物不妨碍镀覆过程的正常进行,即溶液有足够的使用寿命。
化学镀镀覆的金属及合金种类较多,如Ni-P、Ni-B、Cu、Ag、Pd、Sn、In、Pt、Cr及多种Co基合金等,但应用最广的是化学镀镍和化学镀铜。化学镀层一般具有良好的耐蚀性、耐磨性、钎焊性及其他特殊的电学或磁学等性能,所以该种表面处理工艺能很好的完善材料的表面性能。
如今,化学镀已在众多领域中发挥重要作用,尤其是应用最广的化学镀镍与化学镀铜,凭借镀层出色的耐蚀性、耐磨性、钎焊性及特殊的电学、磁学性能,有效弥补了基材表面性能的不足,极大地拓展了材料的应用范围。


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